小區(qū)作物含水率與產(chǎn)量綜合測(cè)試系統(tǒng)研究
定 價(jià):49.8 元
- 作者:趙麗清尚書(shū)旗等著
- 出版時(shí)間:2022/3/1
- ISBN:9787111697268
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:S5
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開(kāi)本:16開(kāi)
小區(qū)作物收獲后的考種是農(nóng)業(yè)科研中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試驗(yàn)小區(qū)雖然面積小,但處理程序多,及時(shí)進(jìn)行含水率和產(chǎn)量測(cè)試,可有效地防止材料混雜和外界環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。目前,國(guó)外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)晾曬或者烘干后的小區(qū)作物進(jìn)行含水率、容重和重量三參數(shù)一次性智能測(cè)量,測(cè)產(chǎn)裝置也可置于小區(qū)作物收獲機(jī)上與GPS和機(jī)載平板計(jì)算機(jī)組成機(jī)載測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)。由于缺乏深入的基礎(chǔ)理論研究,國(guó)內(nèi)報(bào)道的測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)只能測(cè)試含水率和重量?jī)蓚(gè)參數(shù),且含水率精度及其重復(fù)性難以滿足科研需要。本書(shū)基于小區(qū)作物含水率測(cè)量與籽粒測(cè)產(chǎn)裝置的研究成果,系統(tǒng)地介紹了小區(qū)作物含水率測(cè)量與射頻介電常數(shù)的關(guān)系,詳細(xì)介紹了小區(qū)作物測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、軟件算法以及測(cè)產(chǎn)過(guò)程中使用的先進(jìn)技術(shù)。本書(shū)旨在為農(nóng)業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)人員、研究人員和控制類研究人員提供參考和幫助,也可供電氣、電子類實(shí)驗(yàn)室的科研人員和教學(xué)人員參考。
目前,種子的培育已上升至國(guó)家戰(zhàn)略。種質(zhì)資源是種業(yè)的“芯片”,是種業(yè)原始創(chuàng)新的物質(zhì)基礎(chǔ)。種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中基本的生產(chǎn)資料,對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)到了30%,但我國(guó)由于種子保存、測(cè)產(chǎn)等技術(shù)不成熟,造成了大量作物種子的浪費(fèi)。近年來(lái),我國(guó)已成為種子凈進(jìn)口國(guó)。因此,實(shí)現(xiàn)小區(qū)育種的智能化測(cè)產(chǎn)成為迫切需要解決的問(wèn)題。良好種子的培育需要進(jìn)行田間育種試驗(yàn),育種小區(qū)作物種子收獲是田間育種試驗(yàn)的終環(huán)節(jié),收獲的效率、測(cè)量的準(zhǔn)確性將直接影響作物種子的質(zhì)量。本書(shū)主要針對(duì)小區(qū)作物種子收獲時(shí)的測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行研究,通過(guò)研究提出的智能式小區(qū)測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)作物種子的全程自動(dòng)化測(cè)量,且測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)的測(cè)試量多(包括各種小區(qū)作物品種的籽粒)、測(cè)試參數(shù)多(包括種子含水率、容重、重量等)。相信本書(shū)提出的系統(tǒng)將對(duì)作物測(cè)產(chǎn)有很大的指導(dǎo)意義,將很大程度上填補(bǔ)國(guó)內(nèi)作物測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)的空缺。本書(shū)主要闡述小區(qū)作物含水率與產(chǎn)量綜合測(cè)試系統(tǒng)的研究,共11章:第1章主要介紹小區(qū)作物含水率的測(cè)量方法——射頻介電測(cè)量法;第2章介紹了小區(qū)作物測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)的功能和方案設(shè)計(jì);第3、第4章舉出具體實(shí)例來(lái)驗(yàn)證測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)可應(yīng)用于小區(qū)常見(jiàn)作物的測(cè)量,是前幾章理論的實(shí)踐;第5,第6章討論了含水率測(cè)量系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)思路和水分傳感器的適用性;第7~第9章介紹了測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)的智能算法和先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù);第10、第11章討論了系統(tǒng)的可應(yīng)用性和前景展望。本書(shū)中提到的小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置在測(cè)量精度和穩(wěn)定性上能夠達(dá)到或優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品的性能指標(biāo),目前已經(jīng)被泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、郯城縣種子公司、山東金惠種業(yè)有限公司、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位采購(gòu),未來(lái)有很大的推廣空間。本書(shū)注重原理,聯(lián)系應(yīng)用,不僅能使讀者全面了解小區(qū)作物含水率測(cè)量的基本原理和方法,而且能啟發(fā)思維,引導(dǎo)讀者步入自主創(chuàng)新的道路,對(duì)以后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有很大的借鑒作用。本書(shū)由趙麗清、尚書(shū)旗、楊然兵、王東偉、殷元元、高連興著。其中,尚書(shū)旗、王東偉對(duì)全書(shū)各章進(jìn)行了內(nèi)容規(guī)劃和選擇,高連興參與了校改,并反復(fù)多次進(jìn)行了細(xì)致修改,終由趙麗清統(tǒng)稿和定稿。由于作者水平有限,書(shū)中難免存在不足之處,懇請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。
前言
第1章緒論1
11研究目的及意義1
12國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2
121作物小區(qū)智能測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀2
122作物含水率檢測(cè)技術(shù)介紹5
123作物介電特性的基本理論6
124國(guó)內(nèi)外射頻介電作物含水率測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用現(xiàn)狀7
125國(guó)內(nèi)外射頻介電作物含水率測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀8
13射頻介電測(cè)量原理及其數(shù)學(xué)模型10
131介電譜簡(jiǎn)介10
132射頻介電測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介10
133基于平行板電容器的復(fù)電容計(jì)算模型11
134平行板電容器的校準(zhǔn)11
14射頻阻抗分析理論12
141阻抗分析技術(shù)簡(jiǎn)介12
142軟件定義無(wú)線電思想15
143射頻直接頻率合成15
144阻抗校準(zhǔn)理論16
15主要研究?jī)?nèi)容17
16技術(shù)路線18
17擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題19
18本章小結(jié)19
第2章小區(qū)作物含水率與產(chǎn)量測(cè)試系統(tǒng)的功能及方案設(shè)計(jì)20
21作物小區(qū)簡(jiǎn)介20
22小區(qū)作物測(cè)產(chǎn)收獲與考種要求20
23智能式小區(qū)作物含水率與產(chǎn)量綜合測(cè)試系統(tǒng)的性能指標(biāo)分析21
24智能式小區(qū)作物含水率與產(chǎn)量綜合測(cè)試系統(tǒng)的組成及工作模式21
241智能式小區(qū)作物含水率與產(chǎn)量綜合測(cè)試系統(tǒng)的組成21
242智能式小區(qū)作物含水率與產(chǎn)量綜合測(cè)試系統(tǒng)的工作模式22
25智能式小區(qū)作物含水率與產(chǎn)量綜合測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)方案22
26本章小結(jié)23
第3章花生含水率測(cè)試影響因素的關(guān)系研究及數(shù)學(xué)模型建立24
31試驗(yàn)材料及樣品的制備24
311試驗(yàn)材料24
312花生樣品的制備24
313烘干法標(biāo)定樣品的含水率24
32試驗(yàn)數(shù)據(jù)智能采集平臺(tái)的設(shè)計(jì)26
33試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集方案27
34花生含水率測(cè)試影響因素分析28
341花生含水率與電容的相關(guān)性研究28
342溫度對(duì)含水率-電容關(guān)系的影響分析31
343容重-含水率關(guān)系研究44
35花生含水率多參數(shù)回歸模型的建立47
351小二乘法47
352花生含水率多參數(shù)回歸模型的建立47
36花生含水率回歸模型的檢驗(yàn)49
361擬合程度檢驗(yàn)49
362回歸方程的顯著性檢驗(yàn)50
363多重共線性的判別50
364回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)51
37花生含水率測(cè)量數(shù)學(xué)模型的分析與選擇51
371未進(jìn)行容重修正的數(shù)學(xué)模型的擬合度分析51
372進(jìn)行容重修正的數(shù)學(xué)模型的擬合度分析53
38本章小結(jié)54
第4章玉米含水率測(cè)試影響因素的關(guān)系研究及數(shù)學(xué)模型建立55
41影響因素分析55
411谷物的品種及其粒型55
412谷物的溫度和外加電場(chǎng)測(cè)試頻率55
413谷物的容重56
414環(huán)境濕度56
42樣品的制備56
421試驗(yàn)材料56
422主要試驗(yàn)設(shè)備56
423玉米樣品的制備57
43測(cè)量方法57
431介電常數(shù)的測(cè)量方法57
432含水率的測(cè)量方法58
433溫度的測(cè)量方法59
434容重的測(cè)量方法59
44主要因素對(duì)玉米介電常數(shù)的影響59
441玉米樣品的參數(shù)59
442頻率對(duì)介電常數(shù)的影響60
443溫度對(duì)介電常數(shù)的影響62
444含水率、容重對(duì)介電常數(shù)的影響64
45玉米籽粒含水率預(yù)測(cè)模型的建立65
451數(shù)據(jù)的分析及處理方法65
452模型的建立及評(píng)估66
46本章小結(jié)69
第5章作物含水率測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)71
51作物含水率測(cè)量電路的組成71
52作物含水率測(cè)量電路的設(shè)計(jì)71
521作物含水率測(cè)量電極裝置的設(shè)計(jì)72
522電容-頻率轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)73
523整數(shù)分頻器的設(shè)計(jì)74
524溫度變送器電路的設(shè)計(jì)74
525稱重傳感器變送電路的設(shè)計(jì)75
526顯示模塊76
53射頻阻抗分析儀的硬件設(shè)計(jì)77
531射頻阻抗分析儀板卡架構(gòu)的設(shè)計(jì)77
532阻抗測(cè)試頭78
533矢量射頻收發(fā)器的設(shè)計(jì)79
534數(shù)字信號(hào)處理單元84
535電源樹(shù)及電源系統(tǒng)86
536印制電路板的設(shè)計(jì)88
54含水率測(cè)量單元的軟件設(shè)計(jì)88
541主程序的設(shè)計(jì)88
542阻抗測(cè)量子程序的設(shè)計(jì)88
543溫度測(cè)量子程序的設(shè)計(jì)89
544頻率測(cè)量子程序的設(shè)計(jì)90
545重量測(cè)量子程序的設(shè)計(jì)90
546串口通信子程序的設(shè)計(jì)90
55本章小結(jié)91
第6章水分傳感器的性能評(píng)估及誤差分析92
61水分傳感器對(duì)花生含水率的適用性檢測(cè)92
611水分測(cè)定儀對(duì)花生含水率檢測(cè)的性能測(cè)試92
612誤差來(lái)源分析92
62水分傳感器對(duì)玉米含水率的適用性檢測(cè)94
621性能評(píng)估94
622導(dǎo)致誤差的因素分析96
63本章小結(jié)97
第7章小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)及軟硬件設(shè)計(jì)98
71小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)98
711小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置的軟件設(shè)計(jì)98
712小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置的硬件設(shè)計(jì)98
72小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)主機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)99
721定容取樣機(jī)構(gòu)限位部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)100
722定容取樣機(jī)構(gòu)測(cè)量部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)100
723稱重料斗防抖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)101
73小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置電路相同部分的設(shè)計(jì)102
731主控制器小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)102
732智能測(cè)產(chǎn)裝置電源供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)102
733測(cè)產(chǎn)主機(jī)與手持端雙模通信電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)104
74小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)主機(jī)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)105
741稱重電路的設(shè)計(jì)105
742驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)106
75智能手持端電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)108
751電容觸摸液晶屏控制電路的設(shè)計(jì)108
752測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的設(shè)計(jì)110
753USB接口電路的設(shè)計(jì)110
76小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置的軟件設(shè)計(jì)111
761智能手持端的軟件設(shè)計(jì)111
762小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)主機(jī)的軟件設(shè)計(jì)111
77本章小結(jié)112
第8章小區(qū)作物機(jī)載智能測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)的軟件算法及技術(shù)研究113
81小區(qū)作物機(jī)載智能測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)的組成113
82地塊識(shí)別算法研究114
821射線法小區(qū)識(shí)別技術(shù)114
822數(shù)學(xué)原理115
823地塊識(shí)別算法的軟件實(shí)現(xiàn)117
83機(jī)載終端測(cè)產(chǎn)軟件的技術(shù)研究118
831機(jī)載終端測(cè)產(chǎn)軟件的結(jié)構(gòu)118
832機(jī)載終端測(cè)產(chǎn)軟件的界面設(shè)計(jì)118
833機(jī)載測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的查詢119
8343D產(chǎn)量圖生成技術(shù)120
84本章小結(jié)121
第9章測(cè)產(chǎn)系統(tǒng)抗振動(dòng)干擾性能的測(cè)試及濾波器設(shè)計(jì)122
91振動(dòng)信號(hào)測(cè)試原理122
911測(cè)試方案的設(shè)計(jì)122
912振動(dòng)信號(hào)的描述122
913振動(dòng)信號(hào)的分析方法122
92收獲機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)成123
93收獲機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)125
931測(cè)試方案與傳感器測(cè)點(diǎn)布置125
932動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的數(shù)據(jù)文件設(shè)置126
933動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的參數(shù)設(shè)置126
934動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的數(shù)據(jù)回收128
94振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果與分析128
941時(shí)域分析128
942頻域分析132
95稱重濾波器的設(shè)計(jì)134
96本章小結(jié)135
第10章小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置的性能試驗(yàn)136
101小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置的構(gòu)成136
102小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置的開(kāi)機(jī)及測(cè)試過(guò)程136
1021開(kāi)機(jī)過(guò)程136
1022測(cè)試過(guò)程137
103智能測(cè)產(chǎn)裝置的性能試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析139
104小區(qū)作物智能測(cè)產(chǎn)裝置的含水率重復(fù)性對(duì)比試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析140
105機(jī)載智能測(cè)產(chǎn)裝置的性能試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析140
106本章小結(jié)141
第11章結(jié)論和展望142
111結(jié)論142
112創(chuàng)新點(diǎn)143
113展望143
參考文獻(xiàn)144